(57)【要約】  【課題】スプリットビーム方式の計量用魚群探知機において、波浪等で船舶が動揺しているときであっても、計量対象物からの反射強度ＴＳを正確に計測する。  【解決手段】遅延回路６は、送受波器２から送信される送信ビームの指向性主軸方向が探知方向と同じになるように、動揺検出部８で検出されたローリング角およびピッチング角に基づいて各振動子３から送信される送信信号の送信開始タイミングまたは位相を調整する。位相補正回路１１は、受信ビームの指向性主軸方向が探知方向と同じになるように、ローリング角およびピッチング角に基づいて各振動子３で受信される受信信号の位相を調整する。到来角度算出部１８は、前・後・左右の４つの受信ビーム信号の位相差から探知方向に対するエコー信号の到来角度を算出する。指向特性補正部２０は、到来角度算出部１８で算出された到来角度などを使用して反射強度ＴＳを補正する。【選択図】  図１
2005300222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に互いに近接して配置された複数の振動子からなる３つ以上のグループであって、全てのグループの重心が一直線上に存在しないグループで形成された送受波器から超音波を送信し、計量対象物からのエコー信号の反射強度をエコー信号の到来角度で補正するスプリットビーム方式の計量用魚群探知機であって、
超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子から送信される超音波の送信開始タイミングまたは位相を調整することにより送信ビームの指向性主軸方向を予め設定された探知方向にする送信信号調整手段と、
エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子が受信する受信信号の位相を調整することにより受信ビームの指向性主軸方向を前記探知方向にする受信信号調整手段と、
前記位相調整された１または２以上の前記グループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から前記探知方向に対するエコー信号の到来角度を算出する手段と、
前記算出された到来角度に基づいてエコー信号の反射強度を補正する手段と、を備えることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項２】
請求項１に記載の計量用魚群探知機において、
超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角を用いて前記送受波器の送受波面の法線方向と前記探知方向とのなす第１角度を算出し、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角を用いて前記送受波器の送受波面の法線方向と前記探知方向とのなす第２角度を算出し、前記第１角度および第２角度に基づいて前記反射強度を補正する手段を備えることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項３】
請求項１に記載の計量用魚群探知機において、
超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角を用いて前記探知方向に対する前記送受波器の送受波面の第１開口面積を算出し、前記第１開口面積が一定値となるように超音波を送信する振動子の数を増減させ、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角を用いて前記探知方向に対する前記送受波器の送受波面の第２開口面積を算出し、前記第２開口面積が一定値となるようにエコー信号を受信する振動子の数を増減させる手段を備えることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の計量用魚群探知機において、
前記送信開始タイミングまたは位相の調整量および前記受信信号の位相の調整量は、前記探知方向のベクトルと、前記ローリング角およびピッチング角で位置補正された各振動子の位置ベクトルとの内積から算出されることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の計量用魚群探知機において、
前記探知された計量対象物の位置を表示する表示部と、前記送受波器の鉛直方向における基準位置からの変位量を得る手段とを備え、前記表示部に表示される前記計量対象物の鉛直方向における位置は前記得られた変位量に基づいて補正されることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の計量用魚群探知機において、
前記探知方向は鉛直下方または鉛直下方に対して所定の角度をなす方向であり、前記探知方向を変更する手段を備えることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項７】
請求項６に記載の計量用魚群探知機において、
前記探知された計量対象物の位置を表示する表示部と、前記送受波器の鉛直方向における基準位置からの変位量を得る手段とを備え、前記表示部に表示される前記計量対象物の鉛直方向における位置は前記得られた変位量および前記所定の角度に基づいて補正されることを特徴とする計量用魚群探知機。
【請求項８】
平面上に互いに近接して配置された複数の振動子からなる３つ以上のグループであって、全てのグループの重心が一直線上に存在しないグループで形成された送受波器から超音波を送信し、計量対象物からのエコー信号の反射強度をエコー信号の到来角度で補正するスプリットビーム方式の計量用魚群探知方法であって、
超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子から送信される超音波の送信開始タイミングまたは位相を調整することにより送信ビームの指向性主軸方向を予め設定された探知方向にし、
エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子が受信する受信信号の位相を調整することにより受信ビームの指向性主軸方向を前記探知方向にし、
前記位相調整された１または２以上の前記グループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から前記探知方向に対するエコー信号の到来角度を算出し、
前記算出された到来角度に基づいてエコー信号の反射強度を補正することを特徴とする計量用魚群探知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリットビーム方式の計量用魚群探知機および計量用魚群探知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
魚群の存在だけでなく、魚体長や魚群量を推定する計量用魚群探知機は、水産資源の調査や効率的な漁労に不可欠な機器となっている。この計量用魚群探知機では、送受波器から送信された超音波の音圧レベルに対する計量対象物である魚で反射して帰来するエコー信号の音圧レベルの比、すなわち反射強度ＴＳ（Target Strength）が魚の体長の２乗に比例することを利用して魚体長の計測を行う。しかしながら、送受波器は指向特性を持つため、その送信強度と受信感度はエコーの到来する方向によって異なり、同じ体長の魚であっても、位置（方位）の違いにより受信信号のレベルが異なる。このため、魚の位置が送受波器の指向性主軸方向からずれていると主軸方向と比較して受信レベルが減少し、計測誤差が生じる。
【０００３】
特許文献１には、計測誤差を補正するための以下の方法が示されている。図８（ａ）に示されるように、送受波器を４つの素子ａ〜ｄに分割し、正弦波の音波を放射するときは４分割された全ての素子ａ〜ｄを同相で励振させて鉛直方向に鋭い指向性を有する音波を発生させる。また、エコー信号を受信するときには、図８（ｂ）に示されるように、素子ａ，ｂの受信信号と素子ｃ、ｄの受信信号との位相差φｘを求め、両素子群の重心間距離Ｌを用いて、Ｘ−Ｚ平面における到来角度θｘを求める。同様にして、図８（ｃ）に示されるように、素子ａ，ｄの受信信号と素子ｂ、ｃの受信信号の位相差φＹからＹ−Ｚ平面における到来角度θＹを求める。そして、到来角度θｘ，θＹで受信レベルを補正することによって、反射強度ＴＳの誤差を減らすようにしている。ここでは、到来角度θｘ，θＹを求める際の不確定さを除くために、上記の正弦波の音波は当該正弦波の周波数よりも低い周波数の正弦波でＦＭ変調されている。
【０００４】
特許文献２には、図９に示されるように平面状の送受波器の素子（不図示）を前ビームグループ、左後ビームグループ、右後ビームグループの３つグループに分け、各グループに多数の素子を配することによってグループごとにシャープな指向性の受信ビーム信号を形成し、さらに各受信ビーム信号間の時間差を検出し、この６０度で交差する２軸成分に対する時間差を直交軸成分の時間差に変換し、変換された時間差からエコー信号の到来角度を求めることが示されている。
【０００５】
尚、エコー信号の受信レベルを計測するものではないが、特許文献３には、測量船に搭載され水深を計測する測深装置において、測量船の動揺（ローリング、ピッチング）による水深の計測誤差を減らすように、測量船のローリング角およびピッチング角を検出し、送受波器の各送受波トランスデューサ（素子）の送信および受信の位相を制御することにより送受波器の指向性主軸方向を鉛直方向に保持することが示されている。また、特許文献４には、測深装置に設けられた動揺検出装置から出力されるローリング角、ピッチング角、加速度および、送受波器と動揺検出装置との位置関係から、波浪等による動揺に伴う鉛直方向における送受波器の変位量Δｈを求めることが示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６０５２２号公報（段落０００２〜段落０００６）
【特許文献２】特開２０００−４６９４６号公報（段落００１４〜段落００２０）
【特許文献３】特開昭５７−１４９９０８号公報（第２頁左上欄第１８行〜第２頁右下欄第１３行）
【特許文献４】特開平５−１９０５３号公報（段落００１０〜段落００１８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されるものにおいては、送信ビームおよび受信ビームの方向を自由に変えることができないため、波浪等で船舶が動揺している場合には、単体魚などの反射強度ＴＳを正確に求めることが難しいという問題がある。また、特許文献２には、送受波器の素子を３つのグループに分け、各グループに多数の素子を配してシャープな指向特性の送信ビームおよび受信ビームを形成する方法が記されている。しかし、波浪等で船体が動揺している状態では、送信ビームの方向と受信ビームの方向とが異なってしまう。この方向が異なることによる影響は、送信ビームおよび受信ビームの指向特性がシャープであると、顕著になる。このため、各グループの受信ビームの時間差に基づいて求められたエコーの到来角度によって反射強度ＴＳを補正すると、計測誤差が大きくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、波浪等で船舶が動揺しているときであっても計量対象物の正確な計量を行うことのできるスプリットビーム方式の計量用魚群探知機および計量用魚群探知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の計量用魚群探知機は、平面上に互いに近接して配置された複数の振動子からなる３つ以上のグループであって、全てのグループの重心が一直線上に存在しないグループで形成された送受波器から超音波を送信し、計量対象物からのエコー信号の反射強度をエコー信号の到来角度で補正するスプリットビーム方式の計量用魚群探知機であって、超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子から送信される超音波の送信開始タイミングまたは位相を調整することにより送信ビームの指向性主軸方向を予め設定された探知方向にする送信信号調整手段と、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子が受信する受信信号の位相を調整することにより受信ビームの指向性主軸方向を探知方向にする受信信号調整手段と、位相調整された１または２以上のグループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から探知方向に対するエコー信号の到来角度を算出する手段と、算出された到来角度に基づいてエコー信号の反射強度を補正する手段と、を備える。
ここで、上記の送信信号調整手段、受信信号調整手段、到来角度を算出する手段および反射強度を補正する手段には、それぞれ実施形態の遅延回路、位相補正回路、到来角度算出部および指向特性補正部が相当する。また、遅延回路および位相補正回路の機能の一部、到来角度算出部および指向特性補正部２０の機能の一部または全てを実施形態の制御部に行わせてもよい。
【００１０】
このようにすることで、波浪などにより船舶が動揺していても、送信ビームおよび受信ビームの指向性主軸方向が探知方向に常に一致する。そして、探知方向に対するエコー信号の到来角度は、上記指向性主軸方向が探知方向に一致するように位相調整された１または２以上のグループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から算出される。これにより、船舶が動揺していているときであっても、正しい到来角度が求められ、延いては計量対象物が正確に計量される。より具体的には、正確なエコー信号の反射強度が求められる。また、探知方向を鉛直下方に設定している場合には、船舶の動揺にかかわらず常に魚の上面（背中）からのエコー信号が検出されるので、魚の持つ指向特性による反射強度の計測のばらつきが低減する。
【００１１】
本発明においては、超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角を用いて送受波器の送受波面の法線方向と探知方向とのなす第１角度を算出し、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角を用いて送受波器の送受波面の法線方向と探知方向とのなす第２角度を算出し、第１角度および第２角度に基づいて反射強度を補正する手段を備える。
このようにすることで、船舶の動揺により送受波器の送受波面の法線方向と探知方向とのなす角が変動し、送信ビームおよび受信ビームの指向特性および信号レベルが変化する場合であっても、上記の角に基づいて反射強度が補正されるので、より正確な反射強度が求められる。
【００１２】
また、本発明においては、超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角を用いて探知方向に対する送受波器の送受波面の第１開口面積を算出し、第１開口面積が一定値となるように超音波を送信する振動子の数を増減させ、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角を用いて探知方向に対する送受波器の送受波面の第２開口面積を算出し、第２開口面積が一定値となるようにエコー信号を受信する振動子の数を増減させる手段を備える。
このようにすることで、船舶の動揺により送受波器の送受波面の法線方向と探知方向とのなす角（すなわち、探知方向に対する送受波器の送受波面の開口面積）が変動する場合であっても、送信ビームおよび受信ビームの指向特性および信号レベルは一定の値に保持されるので、より正確な反射強度が求められる。
【００１３】
さらに、本発明においては、送信開始タイミングまたは位相の調整量および受信信号の位相の調整量は、探知方向のベクトルと、ローリング角およびピッチング角で位置補正された各振動子の位置ベクトルとの内積から算出される。このようにすることで、探知方向が鉛直下方でない場合であっても、上記の調整量を容易に算出することが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明においては、探知された計量対象物の位置を表示する表示部と、送受波器の鉛直方向における基準位置からの変位量を得る手段とを備え、前記表示部に表示される計量対象物の鉛直方向における位置は得られた変位量に基づいて補正される。このようにすることで、波浪などによって送受波器が上下動する場合であっても、計量対象物は上下動がないとしたときの鉛直方向における位置（深度）に表示され、計量用魚群探知機のオペレータに対する視認性が向上する。また、波浪などにより船舶が動揺していても、送信ビームおよび受信ビームの指向性主軸方向が探知方向に常に一致するようにしているので、上記の位置の補正を特許文献４に示されるものよりも高い精度で行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明においては、探知方向は鉛直下方または鉛直下方に対して所定の角度をなす方向であり、探知方向を変更する手段を備える。この探知方向を変更する手段には実施形態の制御部が相当する。このようにすることで、任意の方向の探知を行うことができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、探知された計量対象物の位置を表示する表示部と、送受波器の鉛直方向における基準位置からの変位量を得る手段とを備え、表示部に表示される計量対象物の鉛直方向における位置は得られた変位量および上記の所定の角度に基づいて補正される。このようにすることで、波浪などによって送受波器が上下動し、探知方向と鉛直下方とが所定の角度をなす場合であっても、計量対象物は上下動がないとしたときの鉛直方向における位置（深度）に表示され、計量用魚群探知機のオペレータに対する視認性が向上する。また、波浪などにより船舶が動揺していても、送信ビームおよび受信ビームの指向性主軸方向が探知方向に常に一致するようにしているので、上記の位置の補正を特許文献４に示されるものよりも高い精度で行うことができる。
【００１７】
また、本発明の計量用魚群探知方法は、平面上に互いに近接して配置された複数の振動子からなる３つ以上のグループであって、全てのグループの重心が一直線上に存在しないグループで形成された送受波器から超音波を送信し、計量対象物からのエコー信号の反射強度をエコー信号の到来角度で補正するスプリットビーム方式の計量用魚群探知方法であって、超音波を送信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子から送信される超音波の送信開始タイミングまたは位相を調整することにより送信ビームの指向性主軸方向を予め設定された探知方向にし、エコー信号を受信するときのローリング角およびピッチング角ならびに各振動子の送受波器上の位置に基づいて、各振動子が受信する受信信号の位相を調整することにより受信ビームの指向性主軸方向を探知方向にし、位相調整された１または２以上のグループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から探知方向に対するエコー信号の到来角度を算出し、算出された到来角度に基づいてエコー信号の反射強度を補正する。
【００１８】
このようにすることで、波浪などにより船舶が動揺していても、送信ビームおよび受信ビームの指向性主軸方向が探知方向に常に一致する。そして、探知方向に対するエコー信号の到来角度は、上記指向性主軸方向が探知方向に一致するように位相調整された１または２以上のグループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から算出される。これにより、船舶が動揺していているときであっても、正しい到来角度が求められ、延いては計量対象物が正確に計量される。より具体的には、正確なエコー信号の反射強度が求められる。また、探知方向を鉛直下方に設定している場合には、船舶の動揺にかかわらず常に魚の上面（背中）からのエコー信号が検出されるので、反射強度の計測のばらつきが低減する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、波浪等で船舶が動揺しているときであっても計量対象物の正確な計量を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３を参照して本発明に係る計量用魚群探知機について説明する。図１は計量用魚群探知機の構成を示す図である。図２は送受波器２の構成を示す図である。図３は送受波器２の座標系およびビームベクトル（探知方向）を示す図である。
まず、図２を参照して送受波器２の構成について説明する。図２（ａ）は送受波器２の平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。送受波器２の平面状の送受波面２Ａには多数の振動子３（送受波トランスデューサ）が設けられており、図中の円内の１〜５２の番号は振動子３の番号である。振動子３の番号を特定しない場合には、以下の説明では番号を「ｉ」で表す。
【００２１】
各振動子３は４つのグループに分けられており、番号が１〜１３の振動子３は前右グループＦＲに属し、番号が１４〜２６の振動子３は前左グループＦＬに属し、番号が２７〜３９の振動子３は後左グループＢＬに属し、番号が４０〜５２の振動子３は後右グループＢＲに属する。また、前右グループＦＲと前左グループＦＬとを合わせたものを前グループと呼び、後右グループＢＲと後左グループＢＬとを合わせたものを後グループと呼び、前右グループＦＲと後右グループＢＲとを合わせたものを右グループと呼び、前左グループＦＬと後左グループＢＬとを合わせたものを左グループと呼ぶことにする。
【００２２】
次に、図３を参照して送受波器２の座標系およびビームベクトル（探知方向）について説明する。ＸＹＺ座標系は、送受波器２の送受波面２Ａの中心を原点Ｏとし、船舶が波浪等によって動揺した場合でも変化しない空間固定座標系である。Ｘ軸の正方向は船首方向、Ｙ軸の正方向は右舷方向、Ｚ軸の正方向は鉛直下方である。振動子３の位置ベクトル（ＥＳＸ(ｉ)，ＥＳＹ(ｉ)，０）は、動揺がないとき（送受波器２の送受波面２Ａが水平であるとき）の振動子３の位置ベクトルである。ｒ(ｉ)は振動子３と原点Ｏとの距離、α(ｉ)は動揺がないときの振動子３とＸ軸の正軸とのなす角である。このｒ(ｉ)およびα(ｉ)を振動子３の位置情報と呼ぶ。振動子３の動揺時位置ベクトル（ＥＸ(ｉ)，ＥＹ(ｉ)，ＥＺ(ｉ)）は、動揺があるときの振動子３の位置ベクトルである。楕円は、原点Ｏを中心とし、動揺がないときの番号ｉの振動子３を通る円であり、図を見易くするために描かれたものである。
【００２３】
ビームベクトル（ＢＸ，ＢＹ，ＢＺ）は探知方向の単位ベクトルであり、φＢはビームベクトルのベアリング角、φＴはチルト角である。本発明では、動揺により送受波面２Ａが水平面から傾斜しても、送信ビームおよび受信ビームの指向性主軸方向がビームベクトルの方向と同じになるように超音波の送受信の制御が行われる。この点については後述する。また、φＲは船舶のローリング角、φＰはピッチング角である。
【００２４】
図１を参照して計量用魚群探知機（以下、「探知機」ともいう）の構成を説明する。尚、図１では各グループＦＲ，ＦＬ，ＢＬ，ＢＲの１３個の振動子３（図２参照）の内の１つだけ図示されている。つまり、実際には図１に示される１３倍の振動子３、遅延回路６、送信アンプ５、送受信切換回路４、受信アンプ９、Ａ／Ｄ変換器１０および位相補正回路１１がある。また、以下の説明では、振動子３ごとの送信または受信の系統をチャンネルと呼ぶ。
動揺検出部８は、例えば、複数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ、ＧＰＳアンテナにそれぞれ接続されたＧＰＳ姿勢検出計およびＧＰＳヒーブ計から構成される。ＧＰＳ姿勢検出計は船舶のローリング角およびピッチング角を一定の周期で（例えば、２０ｍｓｅｃごとに）出力し、ＧＰＳヒーブ計はＧＰＳアンテナのヒービング量（鉛直方向における移動量）を同様の周期で出力する。この出力されたローリング角およびピッチング角は、遅延回路６および位相補正回路１１に送られる。このようにＧＰＳアンテナなどを用いることで、ローリング角、ピッチング角およびヒービング量の検出精度と信頼性を向上させつつ動揺検出部８の製造コストを下げることができる。尚、動揺検出部８は、上述の探知機専用に設けられたものではなく、船舶の航行にも使用される。
【００２５】
制御部１は、ＣＰＵ、メモリー等から構成され、後述の遅延回路６、位相補正回路１１等の探知機の各部を制御する。また、操作部（不図示）から入力されたビームベクトルのベアリング角φＢおよびチルト角φＴは制御部１のメモリーに記憶されている。制御部１は、下記の式（１）によってビームベクトルを求め、求められた値を遅延回路６および位相補正回路１１に設定する。
｛ＢＸ，ＢＹ，ＢＺ｝＝
｛cos(φＴ)・cos(φＢ)，cos(φＴ)・sin(φＢ), sin(φＴ)｝    （１）
通常は、ビームベクトルは鉛直下方を向くベクトル（０，０，１）であるが、制御部１がビームベクトルのベアリング角φＢおよびチルト角φＴを変更することにより、任意の方向の探知を行うことが可能となる。また、制御部１は、既知データとして予めメモリーに記憶されている各振動子３の位置情報ｒ(ｉ)、α(ｉ)も遅延回路６および位相補正回路１１に設定する。
【００２６】
送信波形生成回路７は、所定の周波数（例えば、３８ｋＨｚ）の正弦波の送信信号を生成し、遅延回路６に送る。この送信信号は、所定の時間（例えば、０．３ｍｓｅｃ、この時間を「送信パルス幅」という）だけ出力され、水中の魚等からのエコー信号の検出期間が終了すると、次の探知を行うために再び出力される。この送信パルス幅は、ビームベクトル方向の互いに異なる距離にいる複数の魚からのエコー信号が重複しないようにするためには、短いことが望ましい。一方、送信パルス幅をあまり短くすると、受信系の回路特性から十分な検出レベルを得ることができない。そこで、これらの点を考慮して送信パルス幅は最適な値に決められている。
【００２７】
遅延回路６は、船舶の動揺によって送受波器２の送受波面２Ａが水平に対して傾斜している場合であっても、送受波器２から放射される送信ビームの指向性主軸方向がビームベクトルの方向と同じになるように、波形生成回路から出力される送信信号を遅延させることによって送信開始タイミングをチャンネルごとに調整する。このタイミング調整された送信信号は送信アンプ５で増幅され、送受信切換回路４を介して送受波器２の振動子３に送られ、振動子３から超音波が水中に放射される。すなわち、ビームベクトル方向に指向性主軸を有する送信ビームが水中に放射され、当該方向の探知が行われる。尚、送受信切換回路４の送信・受信の切り換えは制御部１によって行われる
【００２８】
次に、遅延回路６の動作の詳細について説明する。この遅延回路６には、予め制御部１によってビームベクトル（式（１）参照）および各振動子３の位置情報ｒ(ｉ)、α(ｉ)が設定されている。また、遅延回路６は、船舶のローリング角φＲおよびピッチング角φＰを上述の動揺検出部８から受け取る。遅延回路６は、これらのデータを使用して、各振動子３の動揺時位置ベクトル（ＥＸ(ｉ)，ＥＹ(ｉ)，ＥＺ(ｉ)）を下記の式（２）で算出する。
【数１】
2005300222.tif 000003
【００２９】
ここで、図４を参照して各チャンネルの送信信号の遅延時間の決め方について説明する。Ｅ(ｍ)は番号ｍの振動子３の動揺時位置ベクトル、Ｅ(ｎ)は番号ｎの振動子３の動揺時位置ベクトル、ｒ(ｍ)は番号ｍの振動子３と原点Ｏとの距離、ｒ(ｎ)は番号ｎの振動子３と原点Ｏとの距離である。Ａ(ｍ)はビームベクトルと動揺時位置ベクトルＥ(ｍ)のなす角、Ａ(ｎ)はビームベクトルと動揺時位置ベクトルＥ(ｎ)のなす角、ＨＰは水平面である。動揺時位置ベクトルＥ(ｍ)，Ｅ(ｎ)は動揺によって水平面ＨＰ上にはない状態となっている。この場合、送信ビームの指向性主軸方向をビームベクトル方向に一致させるためには、原点Ｏを基準にして、番号ｍの振動子３からは距離｛ｒ(ｍ)・cos(Ａ(ｍ))｝を水中の音速で除算した値だけ遅いタイミングで超音波の送信を開始し、番号ｎの振動子３からは距離｛ｒ(ｎ)・cos(Ａ(ｎ)）｝を水中の音速で除算した値だけ早いタイミングで超音波の送信を開始しなければならない。ここでは、cos(Ａ(ｍ))は正の値、cos(Ａ(ｎ))は負の値となっている。
【００３０】
以上のことから、番号ｉの振動子３については、送信開始タイミングを｛ｒ(ｉ)・cos(Ａ(ｉ))／音速｝だけ遅らせ、または進ませる。この｛ｒ(ｉ)・cos(Ａ(ｉ))｝は、ビームベクトルが単位ベクトルであるので、振動子３の動揺時位置ベクトルとビームベクトルとの内積である。また、ベクトルの内積は各ベクトルのＸ，Ｙ，Ｚ成分の積和でもある。従って、各チャンネルの送信タイミングの調整量は下記の式（３）で表される。
調整量＝｛ＥＸ(ｉ)・ＢＸ＋ＥＹ(ｉ)・ＢＹ＋ＥＺ(ｉ)・ＢＺ｝／音速    （３）
遅延回路６は、式（３）を計算し、算出された調整量に従ってチャンネルごとの送信開始タイミングを調整する。実際には、進ませる時間の最も大きいチャンネルの調整量を０にして、他のチャンネルの送信開始タイミングを遅らせることになる。このようにすることで、送受波器２から放射される送信ビームの指向性主軸方向は、船舶が動揺していてもビームベクトル方向に一致する。尚、上記の送信開始タイミングの調整によって、各チャンネルの送信信号の位相はビームベクトル方向においては同一となる。
【００３１】
次に、受信系について説明する。各振動子３が受信した受信信号は、チャンネルごとに送受信切換回路４を介して受信アンプ９で増幅される。増幅された受信信号は、バンドパスフィルタ（不図示）で送信信号の周波数を中心とする所定の帯域幅以外のノイズ成分が除去され、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１０は、上述の送信信号と同じ周波数の内部的な正弦波信号の第１位相と、第１位相と９０度だけ位相の異なる第２位相とで受信信号を１周期ごとにサンプリング（以下、これを「ＩＱサンプリング」という）する。第１位相でサンプリングされた信号をＩ信号、第２位相でサンプリングされた信号をＱ信号、Ｉ＋ｊＱ（ｊは虚数単位）をＩＱ信号と呼ぶ。
【００３２】
位相補正回路１１は、船舶の動揺によって送受波器２の送受波面２Ａが水平面に対して傾斜している場合であっても、受信ビームの指向性主軸方向が上述のビームベクトルの方向と同じになるようにＩＱ信号の位相を調整する。
この各チャンネルの受信信号の位相調整量θＣ(ｉ)は、原点Ｏを基準にして、送信の場合と同じ考え方により下記の式（４）で表される。
θＣ(ｉ)＝｛ＥＸ(ｉ)・ＢＸ＋ＥＹ(ｉ)・ＢＹ＋ＥＺ(ｉ)・ＢＺ｝・２π／λ  （４）
ここで、λは送信信号の波長である。θＣ(ｉ)が正のときは位相を遅らせ、負のときは位相を進める。尚、ローリング角φＲおよびピッチング角φＰが所定値以内（本探知機の計測可能範囲内）であれば、式（４）（式（２）参照）の絶対値がπを超えないように、送信信号の周波数（波長）等が決められている。
【００３３】
上記の位相調整は、各チャンネルのＩＱ信号にexp(−ｊθＣ(ｉ)）を乗算することによって行われる。この調整は受信期間中（エコー信号検出期間中）の一連のＩＱ信号ごとに行われる。この調整されたＩＱ信号を補正済みＩＱ信号と呼ぶ。このようにして、位相補正回路１１は、式（４）を計算し、算出されたチャンネルごとの位相調整量θＣ(ｉ)に従って各チャンネルのＩＱ信号の位相を調整する。
また、位相調整量θＣ(ｉ)を計算する際には、動揺検出部８から送られてくる最新のローリング角φＲおよびピッチング角φＰが使用される。このようにするのは、水中での音速が１５００ｍ／ｓｅｃのとき、超音波を送信してから遠距離（例えば、７５０ｍ先）にいる魚からのエコー信号が検出されるまで長時間（１秒）かかるので、最新のローリング角φＲおよびピッチング角φＰを使用しないと計測誤差が大きくなるからである。
【００３４】
各チャンネルの補正済みＩＱ信号は、ビーム形成部１２で加算されることによって受信ビーム信号となる。送受波器２の前グループの２６個のチャンネルの補正済みＩＱ信号は前加算器１３で、後グループの２６個のチャンネルの補正済みＩＱ信号は後加算器１４で、右グループの２６個のチャンネルの補正済みＩＱ信号は右加算器１５で、左グループの２６個のチャンネルの補正済みＩＱ信号は左加算器１６で加算される。この結果、各加算器から４つのビームＩＱ信号が出力される。また、全加算器１７は、５２個のチャンネルの補正済みＩＱ信号を加算し、さらに加算結果であるビームＩＱ信号（ＩＡ＋ｊＱＡ）の信号レベルＬＶ（以下、「エコー信号レベルＬＶ」という）を下記の式（５）で算出する。
ＬＶ＝√（ＩＡ２＋ＱＡ２）      （５）
【００３５】
ビーム形成部１２の到来角度算出部１８は、エコー信号の到来角度を算出する。計量対象物である魚がビームベクトル方向と異なる方向に位置している場合には、位相補正回路１１で位相補正しても、各チャンネルのエコー信号の位相は一致しない。この位相差を利用して到来角度を求める。まず、前後方向の位相差αＢＦおよび左右方向の位相差αＲＬが、それぞれ下記の式（６）、（７）で求められる。
αＢＦ＝tan−１（ＱＦ／ＩＦ）−tan−１（ＱＢ／ＩＢ）  （６）
αＲＬ＝tan−１（ＱＬ／ＩＬ）−tan−１（ＱＲ／ＩＲ）  （７）
式（６）、（７）中の添字Ｆ、Ｂ、ＲおよびＬは、それぞれ前ビームＩＱ信号、後ビームＩＱ信号、右ビームＩＱ信号および左ビームＩＱ信号であることを示す。
【００３６】
次に、前後方向の位相差αＢＦおよび左右方向の位相差αＲＬからビームベクトルの方向に対する到来角度を求める。図５は、到来角度をＸＺ平面に投影したＸＺ到来角度θＸＺを説明する図である。ＨＰは水平面であり、Ｌは送受波器２の前グループおよび後グループの重心間距離である。送受波面２Ａはピッチング角φＰだけ水平面に対して傾斜している。矢印付きの実線はビームベクトルの方向を、矢印付きの一点差線はエコー信号の到来方向を、破線は鉛直方向を示す。ＰＬ１はビームベクトルの方向に垂直な平面であり、ＰＬ２はエコー信号の到来方向に垂直な平面である。エコー信号が矢印付きの一点差線で示される到来方向から来るので、距離ＰＱに相当する分だけ、前ビームＩＱ信号と後ビームＩＱ信号との間に位相差がある。
【００３７】
図５の位置関係から、ＸＺ到来角度θＸＺは下記の式（８）で表される。同様にして、到来角度をＹＺ平面に投影したＹＺ到来角度θＹＺは、下記の式（９）で表される。この式（８）、（９）からＸＺ到来角度θＸＺおよびＹＺ到来角度θＹＺが算出される。
Ｌsin(φＴ−φＰ−θＸＺ)・tanθＸＺ＝λ・αＢＦ／２π          （８）
Ｌsin(φＴ−φＲ−θＹＺ)・tanθＹＺ＝λ・αＲＬ／２π          （９）
このようにして、到来角度算出部１８は、位相補正回路１１で位相調整された受信信号から形成された受信ビーム信号間の位相差（αＢＦ、αＲＬ）より到来角度（θＸＺ、θＹＺ）を求める。
【００３８】
単体分離部１９は、ビーム形成部１２で算出されたエコー信号レベルＬＶから単体魚のデータを抽出する。これらの信号は、Ａ／Ｄ変換器１０のサンプリングタイミングごとに時々刻々変化する信号であるが、説明の都合上、図６では包絡線で示す。
図の「閾値」以下のものは、魚体長計測の対象とならない小さな魚からのエコー信号またはノイズであり、「閾値」を超えるエコー信号レベルＬＶが魚体長算出の対象となる。「距離幅」は、エコー信号レベルＬＶが「閾値」を超える部分であって、ピーク値ＰＫよりも「レベル変動幅」（例えば、６ｄＢ）だけ小さい部分の幅である。
【００３９】
また、単体魚からのエコー信号であるためには、「距離幅」が前述の送信信号のパルス幅に略等しい（図のＡの部分）ことが条件となる。それに対し、送受波器２からの遠近方向の比較的近い距離内に複数の魚がいる場合には、複数の魚からのエコー信号が部分的に重複する。このため、「距離幅」は送信信号のパルス幅よりも長くなる（図のＢの部分）。以上のことから、単体魚のエコー信号であるためには、「振幅幅」は下記の式（１０）を満たさなければならない。
最小サンプリング点数  ＜  距離幅  ＜  最大サンプリング点数  （１０）
Ｎ波の正弦波を送信し、１周期に１回ずつＩＱサンプリングする場合、例えば、最小サンプリング点数は２Ｎ−４であり、最大サンプリング点数は２Ｎ＋４である。尚、上述の「レベル変動幅」および最小・最大サンプリング点数は、送信信号の周波数、バンドパスフィルタ（不図示）の立ち上がり・立ち下がり特性等を考慮して決められる。
【００４０】
単体分離部１９は、上述のようにして、上記の単体魚であるための条件を満たすエコー信号レベルＬＶのピーク値を求めると共に、このピーク値のデータおよび当該ピーク値に対応する到来角度のデータ（θＸＺおよびθＹＺ）を指向特性補正部２０に送る。
【００４１】
指向特性補正部２０は、到来角度のデータ（θＸＺおよびθＹＺ）等を使用してエコー信号レベルＬＶを補正することによって、補正された反射強度ＴＳを算出する。以下では、これを単に「反射強度ＴＳを補正する」という。この反射強度ＴＳは、単体分離された（単体魚の）エコー信号レベルＬＶごとに下記の式（１１）によって計算される。
ＴＳ＝２０log１０(ＬＶ)−Ｇ−Ｍｅ−ＳＬ＋ＴＶＧ＋Ｂ＋Ｃt＋Ｃr  （１１）
ここで、右辺の第２項以降の項（Ｇ，Ｍｅ等）も対数値である。
【００４２】
ここで、Ｇは受信ゲインであり、受信アンプ９の増幅度に相当する。Ｍｅは受波音圧感度であり、基準感度（標準感度）に対する振動子３の相対的な検出感度である。ＳＬはソースレベルであり、基準レベルに対する送信信号の相対的な信号レベルである。ＴＶＧは時間可変ゲインであり、超音波を送信してからエコーを受信するまでの時間（送受波器２と魚との距離に相当する）と比例関係にあるゲインである。このように、受信ゲインＧ、受波音圧感度Ｍｅ、ソースレベルＳＬ、および時間可変ゲインＴＶＧで反射強度ＴＳを補正することにより、探知機の送信系および受信系の能力ならびに送受波器２と魚との距離に依存することなく、同じ大きさの魚であれば同じ反射強度ＴＳとなるようにしている。
【００４３】
Ｂは送受信指向性補正項であり、下記の式（１２）で表される。
Ｂ＝ｇ３Ｐ３＋ｇ２Ｐ２＋ｇ１Ｐ         （１２）
Ｐ＝√（θＸＺ２＋θＹＺ２）            （１３）
ここで、ｇ３〜ｇ１は送受波器２の指向特性より予め求められた係数である。
【００４４】
エコー信号レベルＬＶは、ビームベクトルに対するエコー信号の到来角度が大きくなるに従って小さくなる。そこで、到来角度（θＸＺ、θＹＺ）が大きくなるに従って値が大きくなる送受信指向性補正項Ｂで反射強度ＴＳを補正することによって、到来角度に依存することなく、反射強度ＴＳが同じ値になるようにしている。尚、エコー信号の到来角度によって反射強度ＴＳを補正することは従来から行われている（例えば、特許文献１）が、本発明では、到来角度（θＸＺ、θＹＺ）にローリング角φＲおよびピッチング角φＰが反映されている（式（８）、（９）参照）点で従来技術とは異なる。従って、船舶が動揺している場合であっても、正確な反射強度ＴＳを算出することが可能となる。
【００４５】
Ｃｔは、送信時のビームベクトル方向に対する送受波器２の送受波面２Ａの開口面積の変動を補正するための補正項（開口面積送信指向性補正項という）である。まず、送受波器２の送信特性（受信特性も同様）について説明する。送受波器２の送受波面２Ａの法線方向とビームベクトル方向とが一致する場合（例えば、送受波面２Ａが水平でビームベクトル方向が鉛直下方である場合）に、ビームベクトル方向に対する送受波器２の送受波面２Ａの開口面積が最大となり、送信ビームの指向特性は最もシャープとなり、送信ビームの信号レベルも最大となる。しかし、船舶が動揺すると送受波器２の送受波面２Ａは水平面に対して傾斜するので、ビームベクトル方向に対する送受波器２の開口面積が小さくなる。この結果、送信ビームの指向特性は広がり、送信ビームの信号レベルも低下する。図７はビームベクトルと送受波器２の送受波面２Ａの法線との関係を示す図である。図において、２ＡＨは水平状態の送受波面、２ＡＰはピッチング角φＰによって傾斜している送受波面、ＶＬはピッチング角φＰによって傾斜している送受波面２ＡＰの法線である。ローリング角φＲについても、図７と同様な関係となる。
【００４６】
送受波器２から超音波を送信するときに船舶が動揺していても正確な反射強度ＴＳを求めるためには、送受波器２の開口面積の変動に応じて反射強度ＴＳを補正する必要がある。この補正をするのが開口面積送信指向性補正項Ｃｔである。開口面積送信指向性補正項Ｃｔは下記の式（１４）で表される。
Ｃｔ＝ｈ２Ｓ２＋ｈ１Ｓ        （１４）
Ｓ＝√｛(π／２−φＴ＋φＰ)２＋(π／２−φＴ＋φＲ)２｝  （１５）
ここで、式（１４）および係数ｈ２，ｈ１は実験的に予め求められたものである。尚、ビームベクトル方向が鉛直下方である（φＴ＝π／２）場合は、式（１５）は、√(φＰ２＋φＲ２)となる。
【００４７】
Ｃｒは、エコー信号を受信しているときの上記の開口面積送信指向性補正項Ｃｔに相当する補正項（開口面積受信指向性補正項という）である。従って、開口面積受信指向性補正項Ｃｒも、上記の式（１４）で表される。しかし、エコー信号を受信しているときのローリング角φＲおよびピッチング角φＲは、超音波を送信しているときの値と同じではないので、開口面積受信指向性補正項Ｃｒは開口面積送信指向性補正項Ｃｔとは異なる値となる。
【００４８】
指向特性補正部２０は，上記の式（１２）〜（１５）を計算し、さらに式（１１）によって反射強度ＴＳを算出する。そして、この反射強度ＴＳから単体魚の魚体長を算出する。反射強度ＴＳと魚体長ＦＬとの間には、下記の式（１６）が成立することが知られている。
ＴＳ＝２０logＦＬ＋１０logＫ      （１６）
ここで、Ｋは送信信号の周波数および魚種により決まる係数である。また、魚体長の算出ではなく魚群量を求める場合には、上述の単体分離の処理を行わずに、図６に示されるエコー信号レベルＬＶから魚群量を求め、エコー信号レベルＬＶを式（１１）で補正することによってエコー信号の到来角度および船舶の動揺に依存しない魚群の反射強度ＴＳを算出する。また、超音波を送信してからエコー信号を受信するまでの時間、ビームベクトルの方向、および到来角度から、単体魚または魚群の位置が算出される。そして、これらの単体魚の位置および魚体長、または魚群の位置および量のデータはヒービング補正処理部２１に送られる。
【００４９】
ヒービング量演算部２３には、予め送受波器２と動揺検出部８との位置関係および上下動がない（波がない）ときの動揺検出部８の鉛直方向における位置（基準位置）が設定されている。ヒービング量演算部２３は、上記の予め設定されているデータ、ならびに動揺検出部８から出力されるローリング角、ピッチング角、およびヒービング量から、波浪等によって生じる送受波器の鉛直方向における基準位置からの変位量Δｈを算出する。ヒービング補正処理部２１は、指向特性補正部２０から受取った単体魚または魚群の位置の深度を、ヒービング量演算部２３で算出された変位量Δｈだけ補正する。例えば、ビームベクトル方向が鉛直下方である場合には、波浪などで船舶が動揺していても、ローリング角およびピッチング角による補正をすることでビームベクトル方向は鉛直下方に保持されるので、上記の補正を特許文献４に示されるものよりも高い精度で行うことができる。尚、ビームベクトル方向と鉛直下方とのなす角がβである場合には、Δｈとβとを用いて上記の補正が行われる。そして、これらの単体魚の補正された位置および魚体長、または魚群の補正された位置および量のデータは表示部２２に送られて表示される。例えば、表示部２２に表示された単体魚を示すマークをマウス（不図示）でクリックすると、単体魚の補正された位置および魚体長が表示される。
【００５０】
以上述べた実施形態においては、開口面積送信指向性補正項Ｃｔおよび開口面積受信指向性補正項Ｃｒによって反射強度ＴＳを補正する場合について説明したが、これに代えて、動揺検出部８で検出されたローリング角φＲおよびピッチング角φＰを使用してビームベクトル方向の送受波器２の開口面積を求め、超音波を送信するときの当該開口面積（第１開口面積）が一定になるように超音波を送信する振動子３の数を増減するようにしてもよい。すなわち、当該開口面積が大きい場合は送信する振動子３の数を少なくし（例えば、送受波器２の周辺部にある振動子３（番号１２、１３等の振動子３）から超音波を送信しないようにする）、小さい場合は送信する振動子３の数を多くする。
さらに、同様にしてエコー信号を受信するときのビームベクトル方向の送受波器２の開口面積（第２開口面積）が一定になるようにエコー信号を受信する振動子３の数（別の表現をすると、受信ビームを形成するチャンネルの数）を増減させる。この場合、第１開口面積と第２開口面積とを等しくするのが望ましい。
このようにすることで、ビームベクトル方向に対する開口面積が一定となり、船舶が動揺していても送信ビームおよび受信ビームの広がりおよび信号レベルが一定となるので、上述の開口面積送信指向性補正項Ｃｔおよび開口面積受信指向性補正項Ｃｒによる補正と同様の作用効果が得られる。上記の演算および制御は制御部１によって行われる。
【００５１】
また、上記実施形態では、送受波器２の振動子３を４つのグループに分け、前後または左右のグループの受信ビーム信号間の位相差からエコー信号の到来角度を求める場合について説明したが、図９に示されるように送受波器の振動子を３つのグループに分け、３つのグループの受信ビーム信号間の位相差からエコー信号の到来角度を求めるようにしてもよい。この場合、３つのグループの重心が同一直線上にないので、３つのグループの受信ビーム信号の位相差から数学的にエコー信号の到来角度を求めることができる。また、図９の前、左後、右後の３つのビームグループに代えて、前左、前右、後の３つのビームグループとしてもよい。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、送受波器２の振動子３を４つのグループに分け、４つのグループの内の２つのグループをそれぞれ前、後、左、右のグループとし、前後または左右のグループの受信ビーム信号間の位相差からエコー信号の到来角度を求める場合について説明したが、前左グループＦＬと後右グループＢＲとの受信ビーム信号間の位相差および前右グループＦＲと後左グループＢＬとの受信ビーム信号間の位相差から到来角度を算出するようにしてもよい。また、グループの数は４つに制限されるものではなく、グループの数を５つ以上とし、それらのグループの内の２つ以上のグループから新たなグループを作り、新たなグループの受信ビーム信号間の位相差からエコー信号の到来角度を求めるようにしてもよい。つまり、１または２以上のグループの受信信号から形成される受信ビーム信号間の位相差から探知方向に対する到来角度を求めることができる。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、エコー信号レベルＬＶが全てのチャンネルの受信信号から生成される場合について説明したが、例えば、送受波器２の周辺部にある振動子３（番号１３，２６，３９，５２など）のチャンネルの受信信号をエコー信号レベルＬＶの対象外としてもよい。
さらに、上記実施形態では、単体分離部１９で魚体の単体分離処理を行い、指向特性補正部２０で反射強度ＴＳを算出するようにしたが、ビーム形成部１２から出力されるデータを制御部１のメモリーに記憶させ、記憶されたデータに対して制御部１のＣＰＵで単体分離処理および反射強度ＴＳの演算を行わせるようにしてもよい。また、遅延回路６および位相補正回路１１で行われる演算の一部を制御部１のＣＰＵに行わせるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態では、送信信号が所定の周波数の正弦波である場合について説明したが、正弦波の周波数が周波数ｆ１からｆ２まで連続的に高くなるように、または周波数ｆ２からｆ１まで連続的に低くなるように他の正弦波で周波数変調したものを送信信号とするようにしてもよい。この場合、周波数が連続的に変化するので、上記のように厳密な意味でのＩＱサンプリングを行うことはできないが、両周波数の中心周波数｛(ｆ１＋ｆ２)／２｝を両周波数の差分（ｆ２−ｆ１）よりも十分に大きくすることによって、実用的には不都合の生じないＩＱサンプリングを行うことができ、上記発明を適用することができる。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、スプリットビーム方式の計量用魚群探知機において船舶の動揺による補正をする場合について説明したが、円筒状の送受波器の側面に多数の振動子を設け、送受波器から水中の全方位に向けて傘状の送信ビームを放射し、そのエコー信号を解析することにより水中情報を求める水中探知装置（スキャニングソナー）に、船舶が動揺していても送信ビームおよび受信ビームの方向を所定方向に保持する機能を持たせるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】計量用魚群探知機の構成を示す図である。
【図２】送受波器の構成を示す図である。
【図３】送受波器の座標系およびビームベクトル（探知方向）を示す図である。
【図４】送信信号の遅延を説明する図である。
【図５】エコー信号の到来角度を説明する図である。
【図６】エコー信号の単体分離を説明する図である。
【図７】ビームベクトルと送受波器の送受波面の法線の関係を示す図である。
【図８】従来のスプリットビーム方式の計量用魚群探知機を示す図である。
【図９】従来のスプリットビーム方式の計量用魚群探知機の送受波器を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    制御部
２    送受波器
２Ａ  送受波面
３    振動子
６    遅延回路
８    動揺検出部
１１  位相補正回路
１２  ビーム形成部
１８  到来角度算出部
１９  単体分離部
２０  指向特性補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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